KR101330018B1 - Conductive resin composition, process for producing electronic part using same, connecting method, connection structure, and electronic part - Google Patents
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Abstract
높은 도통 신뢰성을 확보할 수 있는 도전성 수지 조성물, 그것을 사용한 접합 신뢰성이 높은 전자부품의 제조방법, 접합 대상간을 확실하게 접합할 수 있는 접합방법 및 접합구조, 상기 접합구조를 구비한 신뢰성이 높은 전자부품을 제공한다.
(a)경화성 수지와, (b)구형 카본 본체의 표면이 카본 미립자로 코팅된 경질 구형 카본, 및/또는, 구형 카본 본체의 표면이 피치에 유래하는 카본 미세 조각으로 피복된 경질 구형 카본을 함유하는 도전성 수지 조성물을 사용한다.
서로 전기적으로 접속시켜야 할 부위를 구비한 적어도 2개의 워크의 부위간에 상기 도전성 수지 조성물을 공급하고, 상기 부위간에 압력을 가하면서 도전성 수지 조성물을 경화시킨다. Conductive resin composition which can ensure high conduction reliability, manufacturing method of electronic component with high joining reliability using the same, joining method and joining structure which can reliably join between joining objects, highly reliable electron with the joining structure Provide parts.
(a) a curable resin, (b) a hard spherical carbon having the surface of a spherical carbon main body coated with carbon fine particles, and / or a hard spherical carbon whose surface of the spherical carbon main body is coated with carbon fine pieces derived from pitch. A conductive resin composition is used.
The said conductive resin composition is supplied between the site | parts of the at least 2 workpiece | work which has the site | part which should be electrically connected with each other, and a conductive resin composition is hardened, applying a pressure between the said site | parts.
Description
본 발명은 도전성 입자로서 카본을 사용한 도전성 수지 조성물, 그것을 사용한 전자부품의 제조방법, 접합방법, 접합구조, 및 전자부품에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the conductive resin composition which used carbon as electroconductive particle, the manufacturing method of the electronic component using the same, the joining method, the joining structure, and the electronic component.
전자부품을 기판에 탑재할 때에 전자부품의 전극과 기판의 랜드를 전기적, 기계적으로 접속하는 경우나, 전자부품을 금속 케이스에 수용하고, 전자부품의 전극을 금속 케이스의 바닥부에 접합하여 전기적, 기계적으로 접속하는 경우 등에 사용되는 접착제로서, 도전성 입자를 액상의 매트릭스 수지 중에 분산시킨 도전성 접착제(도전성 수지 조성물)가 있다. 이 도전성 접착제를 사용했을 경우, 매트릭스 수지를 경화시킴으로써 전자부품과 기판이 기계적으로 접합되는 동시에, 전자부품의 외부전극과 기판의 랜드가 매트릭스 수지 중에 포함되는 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되게 된다. When mounting an electronic component on a substrate, the electrode of the electronic component and the land of the substrate are electrically and mechanically connected, or the electronic component is housed in a metal case, and the electrode of the electronic component is bonded to the bottom of the metal case to provide electrical, As an adhesive agent used when connecting mechanically, there exists a conductive adhesive (electroconductive resin composition) which disperse | distributed electroconductive particle in liquid matrix resin. When the conductive adhesive is used, the electronic component and the substrate are mechanically bonded by curing the matrix resin, and the external electrodes of the electronic component and the land of the substrate are electrically connected by the conductive particles contained in the matrix resin.
이러한 도전성 접착제 중 하나로서, 카본 입자를 도전성 입자로서 사용한 도전성 접착제가 알려져 있다. 그러나 Ag나 Cu 등의 도전성 금속 입자에 비해 카본 입자는 저항값이 높다는 문제가 있다. As one of such conductive adhesives, a conductive adhesive using carbon particles as conductive particles is known. However, compared with electroconductive metal particles, such as Ag and Cu, carbon particle has a problem that a resistance value is high.
그래서 이러한 문제점을 해결하기 위해, 랜드와 전극 등의 접합 대상간에 카본 입자를 포함하는 도전성 접착제를 개재시켜 누름으로써 카본 입자를 파괴하여, 접촉점수를 증가시킨 상태로 매트릭스 수지를 경화시킴으로써, 저(低)저항화를 꾀한 접합방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). Therefore, in order to solve this problem, carbon particles are destroyed by pressing a conductive adhesive containing carbon particles between lands and electrodes to be bonded to each other, and the matrix resin is cured in a state in which the contact point is increased. ) A joining method aimed at reducing resistance is proposed (see Patent Document 1).
그러나 이와 같이 가압에 의해 파괴되는 것과 같은 강도가 낮은 카본 입자를 사용했을 경우, 접촉점수는 늘어나지만, 카본 입자가 전극이나 랜드에 파고들어가서 발생하는 앵커 효과(anchor effect)는 얻어지지 않으며, 기계적 충격이나 열충격 등에 의해 전기적 도통이 손상되기 쉬워 접속 신뢰성이 낮다는 문제점이 있다. However, when carbon particles having low strength, such as those destroyed by pressure, are used, the contact point increases, but the anchor effect caused by the carbon particles penetrating into the electrode or land is not obtained, and mechanical impact is not obtained. Electric conduction is easily damaged by thermal shock or thermal shock, and there is a problem in that connection reliability is low.
본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 접속 저항이 낮고, 기계적 충격이나 열충격 등에도 강한, 높은 도통 신뢰성을 얻을 수 있는 도전성 수지 조성물, 그것을 사용한 접합 신뢰성이 높은 전자부품의 제조방법, 접합 대상간을 확실하게 접합할 수 있는 접합방법 및 접합구조, 상기 접합구조를 구비한 신뢰성이 높은 전자부품을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and has a conductive resin composition capable of obtaining high conduction reliability, which is low in connection resistance and resistant to mechanical shock, thermal shock, etc. An object of the present invention is to provide a joining method and a joining structure that can be reliably joined, and a highly reliable electronic component having the joining structure.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 도전성 수지 조성물은, In order to solve the said subject, the conductive resin composition of this invention,
(a)경화성 수지와, (a) a curable resin,
(b)구형(球形) 카본 본체의 표면이 카본 미립자로 코팅된 경질(硬質) 구형 카본, 및/또는, 구형 카본 본체의 표면이 피치(pitch)에 유래하는 카본 미세 조각(fine carbon particle)으로 피복된 경질 구형 카본을 함유하는 것을 특징으로 하고 있다. (b) hard spherical carbon in which the surface of the spherical carbon body is coated with carbon fine particles, and / or carbon fine particles in which the surface of the spherical carbon body is derived from pitch. It is characterized by containing a coated hard spherical carbon.
본 발명에서의 경질 구형 카본은 압축 시험으로 측정한 입자 강도가 200MPa 이상, 라만 스펙트럼(raman spectra)에서의 G-Band의 반값폭이 75cm-1 이하인 카본으로서, 구형인 것을 말한다. 한편 경질 카본은 예를 들면 '경질 비정질 카본', '글래시(glassy) 카본'이라고도 불리는 재료이며, '강철의 몇 배의 단단함'을 지닌다고 되어 있다. The hard spherical carbon in the present invention is carbon having a particle strength of 200 MPa or more and a half-value width of G-Band in the Raman spectra of 75 cm -1 or less, measured by a compression test, and being spherical. Hard carbon, on the other hand, is also called "hard amorphous carbon" and "glassy carbon," for example, and is said to have "hardness several times that of steel."
또한 카본 미립자로서는 경질 카본블랙 등을 사용하는 것이 가능하다. As the carbon fine particles, it is possible to use hard carbon black and the like.
상기 경질 구형 카본의 평균 입자경은 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. It is preferable that the average particle diameter of the said hard spherical carbon is 10 micrometers or less.
또한 본 발명의 도전성 수지 조성물은 상기 경질 구형 카본을 0.5∼20중량%의 비율로 함유하고 있는 것이 바람직하다. Moreover, it is preferable that the conductive resin composition of this invention contains the said hard spherical carbon in the ratio of 0.5-20 weight%.
또한 본 발명의 전자부품의 제조방법은 서로 전기적으로 접속시켜야 할 부위를 구비한 적어도 2개의 워크(work)의, 상기 부위간에, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재된 도전성 수지 조성물을 공급하는 공정과, Moreover, the manufacturing method of the electronic component of this invention is a process of supplying the electroconductive resin composition of any one of Claims 1-3 between the said site | parts of the at least 2 workpiece | work which has the site | part which should be electrically connected with each other. and,
상기 부위간에 압력을 가하면서, 상기 도전성 수지 조성물을 경화시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. It is characterized by including the process of hardening the said conductive resin composition, applying the pressure between the said site | parts.
또한 본 발명의 전자부품의 제조방법은 서로 전기적으로 접속시켜야 할 부위를 구비한 워크 중 적어도 하나가, 접속시켜야 할 부위인 전극을 구비한 압전 소자인 경우에 적용했을 때에 특히 의미가 있다. Moreover, the manufacturing method of the electronic component of this invention is especially meaningful when it is applied to the case where at least one of the workpiece | work which has the site | part to electrically connect with each other is a piezoelectric element provided with the electrode which is a site | part to be connected.
또한 본 발명의 접합방법은, In addition, the bonding method of the present invention,
(a)한쪽 도체와 다른쪽 도체를, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재된 도전성 수지 조성물로서, 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체보다 경도가 높은 경질 구형 카본을 함유하는 도전성 수지 조성물을 개재하여 대향시키는 공정과, (a) One conductor and the other conductor as an electrically conductive resin composition of any one of Claims 1-3 through the electrically conductive resin composition containing the hard spherical carbon which is higher in hardness than the said one conductor and the said other conductor. Facing process,
(b)서로 대향하는 상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체에, 상기 경질 구형 카본의 일부가 파고들어가는 동시에, 상기 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자 및/또는 카본 미세 조각이, 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체에 파고들어간 상태가 되도록, 상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체를 상기 도전성 수지 조성물을 개재하여 압접(壓接)시키는 공정과, (b) A part of said hard spherical carbon penetrates into the said one conductor and the other conductor which oppose each other, and the carbon fine particle and / or the carbon fine piece of the surface of the said hard spherical carbon have the said one conductor and the said other conductor. A step of press-contacting the one conductor and the other conductor via the conductive resin composition so as to be in a state of being penetrated into the one conductor;
(c)상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체를 상기 도전성 수지 조성물을 개재하여 압접한 상태로, 상기 도전성 수지 조성물을 경화시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. (c) It is characterized by including the process of hardening the said conductive resin composition in the state which contacted the said one conductor and the said other conductor through the said conductive resin composition.
또한 본 발명의 접합구조는, In addition, the bonding structure of the present invention,
한쪽 도체와 다른쪽 도체를 전기적으로 도통하도록 접합하기 위한 접합구조로서, As a joining structure for joining one conductor and the other conductor so as to electrically conduct,
상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체 사이에, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재된 도전성 수지 조성물로서, 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체보다 경도가 높은 경질 구형 카본을 함유하는 도전성 수지 조성물이 개재되고, 또한Between the said one conductor and the said other conductor, as an electroconductive resin composition in any one of Claims 1-3, the electroconductive resin composition containing hard spherical carbon higher in hardness than the said one conductor and the said other conductor is interposed, , Also
상기 도전성 수지 조성물은 서로 대향하는 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체에, 상기 경질 구형 카본의 일부가 파고들어가는 동시에, 상기 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자 및/또는 카본 미세 조각이 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체에 파고들어간 상태로 경화하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. In the conductive resin composition, a part of the hard spherical carbon penetrates into the one conductor and the other conductor facing each other, and carbon fine particles and / or carbon fine pieces of the surface of the hard spherical carbon are separated from the one conductor and the It is hardened in the state which penetrated into the other conductor, It is characterized by the above-mentioned.
또한 본 발명의 전자부품은 청구항 7의 접합구조를 구비하면서, 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체 중 적어도 한쪽이, 압전 소자에 배치된 전극인 것을 특징으로 하고 있다. Moreover, the electronic component of this invention is equipped with the junction structure of Claim 7, At least one of the said one conductor and the said other conductor is an electrode arrange | positioned at a piezoelectric element, It is characterized by the above-mentioned.
본 발명의 도전성 수지 조성물은, (a)경화성 수지와, (b)구형 카본 본체의 표면이 카본 미립자로 피복된 경질 구형 카본 및/또는 구형 카본 본체의 표면이 피치에 유래하는 카본 미세 조각으로 코팅된 경질 구형 카본을 함유하고 있고, 이 경질 구형 카본은 통상 접합해야 할 대상인, 전극이나 랜드 등을 구성하는 Cu나 Ag 등의 금속보다 경도가 높기 때문에, 접합 대상간(도체간)에 본 발명의 도전성 수지 조성물을 개재시켜서 적당한 압력으로 압접함으로써, 경질 구형 카본이 도체에 파고들어가는 동시에, 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자 및/또는 카본 미세 조각이 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체에 파고들어간다. 그 결과, 접촉점수 및 접촉 면적이 증가하고 접속 저항이 저하하여, 도통 신뢰성이 높은 양호한 접합을 할 수 있게 된다. The conductive resin composition of the present invention is coated with (a) a curable resin and (b) a surface of the hard spherical carbon and / or the spherical carbon main body in which the surface of the spherical carbon main body is coated with the carbon fine particles with carbon fine pieces derived from the pitch. Hard spherical carbon, and since the hard spherical carbon has a higher hardness than metals such as Cu and Ag constituting electrodes, lands, etc., which are usually to be bonded, the hard spherical carbon of the present invention By press-contacting at an appropriate pressure through an electrically conductive resin composition, hard spherical carbon penetrates into a conductor, and carbon fine particles and / or carbon fine pieces of the surface of hard spherical carbon penetrate into said one conductor and the other conductor. As a result, the number of contact points and the contact area increase, the connection resistance decreases, and good joining with high conduction reliability can be achieved.
한편 본 발명에서, 구형 카본 본체의 표면이 피치에 유래하는 카본 미세 조각으로 코팅된 경질 구형 카본이란, 예를 들면 소성함으로써 경질 카본이 되는 구형 카본 재료의 표면을 피치로 코팅한 후 소성·흑연화함으로써 형성되는 경질 구형 카본 등을 의미하는 개념이다. On the other hand, in the present invention, the hard spherical carbon in which the surface of the spherical carbon main body is coated with carbon fine pieces derived from the pitch is, for example, calcined and graphitized after coating the surface of the spherical carbon material which becomes hard carbon by firing. It is a concept which means the hard spherical carbon etc. which are formed by this.
나아가 본 발명의 도전성 수지 조성물에 있어서는, 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자 및/또는 카본 미세 조각이 도체에 파고들어간 상태로 경화성 수지가 경화되게 되기 때문에, 파고들어간 카본 미립자의 앵커 효과에 의해 기계적 충격이나 열충격 등에 대한 내성이 뛰어난 신뢰성이 높은 접합 상태를 실현할 수 있다. Furthermore, in the conductive resin composition of the present invention, since the curable resin is cured in a state where the carbon fine particles and / or carbon fine pieces of the surface of the hard spherical carbon are penetrated into the conductor, the mechanical impact is caused by the anchor effect of the carbon fine particles that are penetrated. It is possible to realize a highly reliable bonding state with excellent resistance to thermal shock and the like.
또한 경질 구형 카본으로서 평균 입자경이 10㎛ 이하인 것을 사용함으로써, 도전성 수지 조성물이 함유하는 카본 입자의 질량에 대한 카본 입자의 개수를 많이 할 수 있게 되어, 접촉점수를 증가시키고 접속 저항을 저감시킬 수 있게 된다. In addition, by using a hard spherical carbon having an average particle diameter of 10 µm or less, it is possible to increase the number of carbon particles to the mass of the carbon particles contained in the conductive resin composition, thereby increasing the number of contact points and reducing the connection resistance. do.
한편 카본 미립자 및 카본 미세 조각의 일차 입경은 통상 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the primary particle diameter of carbon microparticles | fine-particles and carbon fine particles is 0.1 micrometer or less normally.
또한 경질 구형 카본 중의 카본 미립자 및 카본 미세 조각의 비율은 구형 카본 본체의 표면을 덮을 수 있는 양이면 특별히 제약은 없지만, 통상 1∼40중량%의 범위로 하는 것이 바람직하다. The ratio of the carbon fine particles and the carbon fine particles in the hard spherical carbon is not particularly limited as long as it is an amount that can cover the surface of the spherical carbon main body, but is preferably in the range of 1 to 40% by weight.
또한 경질 구형 카본을 0.5∼20중량%의 비율로 함유시킴으로써, 필요한 도통성을 확보할 수 있게 된다. In addition, by containing hard spherical carbon in a proportion of 0.5 to 20% by weight, it is possible to secure the necessary conductivity.
즉, 경질 구형 카본이 0.5중량% 미만이 되면 접촉점수, 접촉 면적이 적어져 충분한 도통이 얻어지지 않게 되고, 또한 20중량%를 넘으면 도전성 수지 조성물의 점도가 너무 높아져서 접합면에의 도포 등의 작업성이 저하된다. That is, when the hard spherical carbon is less than 0.5% by weight, the number of contact points and the contact area are small, and sufficient conduction is not obtained. When the amount is more than 20% by weight, the viscosity of the conductive resin composition becomes too high to apply to the bonding surface. The castle is degraded.
또한 본 발명의 전자부품의 제조방법은 서로 전기적으로 접속시켜야 할 부위를 구비한 적어도 2개의 워크의 상기 부위간에 본 발명의 도전성 수지 조성물을 공급하고, 상기 부위간에 압력을 가하면서 도전성 수지 조성물을 경화시키도록 하고 있으므로, 경질 구형 카본 및 표면의 카본 미립자 및/또는 카본 미세 조각을 워크의 상기 부위에 파고들어가게끔 할 수 있게 되어서 상기 부위간이 확실하게 접속되어, 접속 저항이 낮으면서 도통 신뢰성이 높은 전자부품을 효율적으로 제조할 수 있게 된다. Moreover, the manufacturing method of the electronic component of this invention supplies the conductive resin composition of this invention between the said site | part of the at least 2 workpiece | work which has the site | part which should be electrically connected with each other, and hardens a conductive resin composition, applying a pressure between the said site | parts. Since the hard spherical carbon and the surface carbon fine particles and / or carbon fine flakes can be penetrated into the site of the work, the sites can be reliably connected to each other, and the connection resistance is low and the conduction reliability is high. The parts can be manufactured efficiently.
또는 서로 전기적으로 접속시켜야 할 부위를 구비한 워크 중 적어도 하나가, 접속시켜야 할 부위인 전극을 구비한 압전 소자일 경우, 전압의 인가에 의해 압전 소자가 신축하기 때문에, 전기적 접속의 신뢰성 저하가 발생하기 쉬운데, 이러한 경우에 본 발명의 전자부품의 제조방법을 적용했을 경우, 상술한 앵커 효과에 의해 열충격이나 기계적 충격에 대한 내성이 뛰어난, 접속 신뢰성이 높은 전자부품을 얻을 수 있게 되어 특히 의미가 있다. Alternatively, when at least one of the workpieces having a portion to be electrically connected to each other is a piezoelectric element having an electrode which is a portion to be connected to each other, the piezoelectric element is stretched by application of voltage, so that the reliability of electrical connection occurs. In this case, when the manufacturing method of the electronic component of the present invention is applied, the above-described anchor effect makes it possible to obtain an electronic component having high connection reliability, which is excellent in resistance to thermal shock and mechanical shock. .
또한 본 발명의 접합방법에 따르면, (a)한쪽 도체와 다른쪽 도체를 본 발명의 도전성 수지 조성물을 개재하여 대향시키고, (b)한쪽 도체와 다른쪽 도체에, 경질 구형 카본의 일부가 파고들어가는 동시에, 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자 및/또는 카본 미세 조각이 파고들어간 상태가 되도록, 한쪽 도체와 다른쪽 도체를 도전성 수지 조성물을 개재하여 압접하고, (c)이러한 압접 상태에서 도전성 수지 조성물을 경화시키도록 하고 있으므로, 충분한 접촉점수, 접촉 면적을 확보하면서 앵커 효과를 발휘시켜, 한쪽 도체와 다른쪽 도체를 기계적, 전기적으로 확실하게 접속시킬 수 있게 된다. Further, according to the bonding method of the present invention, (a) one conductor and the other conductor are opposed to each other via the conductive resin composition of the present invention, and (b) one of the hard spherical carbon penetrates into the other conductor. At the same time, one conductor and the other conductor are press-contacted via the conductive resin composition so that the carbon fine particles and / or carbon fine particles on the surface of the hard spherical carbon are penetrated, and (c) the conductive resin composition is pressed in such a press-contact state. Since it hardens | cures, it exhibits an anchor effect, ensuring sufficient contact point and contact area, and it becomes possible to reliably connect one conductor and the other conductor mechanically and electrically.
또한 본 발명의 접합구조에 있어서는, 한쪽 도체 및 다른쪽 도체 사이에 이들보다 경도가 높은 경질 구형 카본을 함유하는 도전성 수지 조성물이 개재되고, 한쪽 도체 및 다른쪽 도체에 경질 구형 카본의 일부가 파고들어가는 동시에, 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자 및/또는 카본 미세 조각이 파고들어간 상태에서 도전성 수지 조성물이 경화되고 있기 때문에, 충분한 접촉점수, 접촉 면적을 확보하면서 앵커 효과를 발휘시켜, 도통 신뢰성이 높은 양호한 접합을 행할 수 있다. In the bonded structure of the present invention, a conductive resin composition containing hard spherical carbon having a higher hardness is interposed between one conductor and the other conductor, and a part of the hard spherical carbon penetrates into one conductor and the other conductor. At the same time, since the conductive resin composition is cured in the state where the carbon fine particles and / or the carbon fine particles of the surface of the hard spherical carbon are penetrated, the anchor effect is exerted while securing sufficient contact point and contact area, and the conduction reliability is good. Joining can be performed.
또한 본 발명의 전자부품은 청구항 7의 접합구조를 구비하고 있고, 내(耐)기계적 충격성도 뛰어나므로, 한쪽 도체 및 다른쪽 도체 중 적어도 한쪽이, 압전 소자에 배치된 전극일 경우에도 높은 접속 신뢰성을 실현할 수 있다. In addition, since the electronic component of the present invention has the bonding structure of claim 7 and has excellent mechanical impact resistance, high connection reliability is achieved even when at least one of one conductor and the other conductor is an electrode disposed in the piezoelectric element. Can be realized.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예(실시예 1)에 따른 접합구조를 구비한 전자부품을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 전자부품의 주요부를 확대해서 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1의 전자부품에 있어서의 전극과 알루미늄 기재(基材)의 접합구조의 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 도전성 수지 조성물에 사용되고 있는 경질 구형 카본(표면이 카본 미립자로 코팅된 경질 구형 카본)의 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 경질 구형 카본의, 표면의 카본 미립자의 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 6은 수지 조성물층을 개재하여 접속된 압전 소자와 알루미늄 기재 사이의 접속저항의 측정방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예 1에서 제작한 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 방치했을 경우의 방치 시간과 접속 저항의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에서 도전성 수지 조성물에 사용되고 있는 경질 구형 카본(표면이 피치에 유래하는 카본 미세 조각으로 피복된 경질 구형 카본)의 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예 2에서 제작한 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 방치했을 경우의 방치 시간과 접속 저항의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 비교예 1에서 제작한 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 방치했을 경우의 방치 시간과 접속 저항의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 비교예 2에서 제작한 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 방치했을 경우의 방치 시간과 접속 저항의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 비교예 3의 도전성 수지 조성물에 사용되고 있는 경질 구형 카본(표면이 카본 미립자 또는 피치에 유래하는 카본 미세 조각으로 피복되지 않은 경질 구형 카본)의 현미경 사진을 나타내는 도면이다.
도 13은 비교예 3에서 제작한 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 방치했을 경우의 방치 시간과 접속 저항의 관계를 나타내는 그래프이다. 1 is a view showing an electronic component having a bonding structure according to one embodiment (Example 1) of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the electronic component of FIG. 1. FIG.
It is a figure which shows the microscope picture of the junction structure of the electrode and the aluminum base material in the electronic component of Example 1 of this invention.
4 is a view showing a micrograph of the hard spherical carbon (hard spherical carbon whose surface is coated with carbon fine particles) used in the conductive resin composition in Example 1 of the present invention.
It is a figure which shows the micrograph of the carbon fine particle of the surface of the hard spherical carbon of FIG.
It is a figure which shows the measuring method of the connection resistance between the piezoelectric element connected through the resin composition layer, and an aluminum base material.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the leaving time and the connection resistance when the electronic component device manufactured in Example 1 is left under 85 ° C. and 85% RH stress environment. FIG.
It is a figure which shows the micrograph of the hard spherical carbon (hard spherical carbon in which the surface was coat | covered with the carbon microfragment derived from pitch) used for the conductive resin composition in Example 2 of this invention.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the leaving time and the connection resistance when the electronic component device produced in Example 2 is left under 85 ° C. and 85% RH stress environment. FIG.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the leaving time and the connection resistance when the electronic component device produced in Comparative Example 1 is left under 85 ° C. and 85% RH stress environment. FIG.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the leaving time and the connection resistance when the electronic component device produced in Comparative Example 2 is left under 85 ° C. and 85% RH stress environment. FIG.
FIG. 12: is a figure which shows the micrograph of the hard spherical carbon used for the electrically conductive resin composition of the comparative example 3 (hard spherical carbon whose surface is not coat | covered with carbon microparticles | fine-particles or a pitch derived from carbon fine particles).
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the leaving time and the connection resistance when the electronic component device manufactured in Comparative Example 3 is left under 85 ° C. and 85% RH stress environment. FIG.
이하에 본 발명의 실시예를 나타내어, 본 발명의 특징으로 하는 부분을 더욱 자세하게 설명한다.The embodiment of the present invention is shown below, and the part which characterizes this invention is demonstrated in detail.
<실시예 1>≪ Example 1 >
도 1은 본 발명의 하나의 실시예(실시예 1)에 따른 접합구조를 구비한 전자부품을 나타내는 도면, 도 2는 그 주요부를 확대해서 나타내는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the electronic component provided with the bonding structure which concerns on one Embodiment (Example 1) of this invention, and FIG. 2 is the figure which expands and shows the principal part.
또한 도 3은 이 실시예 1의 전자부품에 있어서의 접합구조의 현미경 사진을 나타내는 도면, 도 4는 이 실시예 1에서 도전성 수지 조성물에 사용되고 있는 경질 구형 카본의 현미경 사진을 나타내는 도면, 도 5는 경질 구형 카본의 표면의, 카본 미립자의 현미경 사진을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a micrograph of the bonded structure in the electronic component of Example 1, FIG. 4 is a view showing a micrograph of hard spherical carbon used in the conductive resin composition in Example 1, FIG. It is a figure which shows the micrograph of the carbon fine particle of the surface of hard spherical carbon.
이 전자부품(10)은 하면과 상면에 전극(11, 12)이 형성된 세라믹 소자(압전 소자)(1)와, 세라믹 소자(1)가 수용되는 알루미늄으로 이루어지는 케이스(2)와, 세라믹 소자(1)의 하면측의 전극(본 발명의 제1도체)(11)과 케이스(2)의 바닥부(본 발명의 제2도체)(22)를 전기적으로 접속해서 도통시키는 동시에, 세라믹 소자(1)의 하면측의 전극(11)을 케이스(2)의 바닥부(22)에 기계적으로 접합하는 도전성 수지 조성물(도전성 접착제)(3)과, 케이스(2)의 측면(23)에 전기적으로 접속되며, 케이스(2)를 통해 세라믹 소자(1)의 하면측의 전극(11)과 도통하는 제1단자(4)와, 세라믹 소자(1)의 상면의 전극(12)으로부터 인출된 제2단자(5)를 구비하고 있다. The
그리고 이 실시예 1에서는 도전성 수지 조성물(3)로서, (a)경화성 수지(13)(도 2)와, (b)경질 구형 카본(평균 입경:6㎛)(14)을 포함하는 도전성 수지 조성물이 사용되고 있다. In this Example 1, the conductive resin composition comprising (a) a curable resin 13 (FIG. 2) and (b) hard spherical carbon (average particle diameter: 6 μm) 14 as the
또한 도전성 수지 조성물(3)을 구성하는 경화성 수지(13)로서는, 열경화성 수지인 비스페놀 A형 에폭시 수지가 사용되고 있다. Moreover, as
또한 경질 구형 카본(14)으로서는 도 2, 도 4, 도 5 등에 나타내는 것과 같이, 경질 카본으로 이루어지고, 구형이며 평균 입경이 6㎛인 구형 카본 본체(15)와, 그 표면을 피복하는 카본 미립자(16)를 구비한 것이 사용되고 있다. As the hard
그리고 이 전자부품(10)에서는 상술한 바와 같이, 경화성 수지(에폭시 수지)(13)와, 구형 카본 본체(15)의 표면이 카본 미립자(16)로 코팅된 경질 구형 카본(14)을 포함하는 도전성 수지 조성물(3)이 사용되고 있으며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 경질 구형 카본(14)이 제1 및 제2도체(11, 22)에 파고들어가는 동시에, 경질 구형 카본(14)의 표면의 카본 미립자(16)가 도체(11, 22)에 파고들어가 있기 때문에, 접촉점수 및 접촉 면적이 많아, 저저항이며 도통 신뢰성이 높은 양호한 전기적 접속이 얻어진다. As described above, the
나아가 경질 구형 카본(14)의 표면의 카본 미립자(16)가 도체에 파고들어간 상태로 경화성 수지(에폭시 수지)(13)가 경화되게 되기 때문에, 파고들어간 카본 미립자(16)의 앵커 효과에 의해 기계적 충격이나 열충격 등에 대한 내성이 뛰어난 신뢰성이 높은 접합이 얻어진다. Furthermore, since the curable resin (epoxy resin) 13 is hardened in the state where the
다음으로 이 전자부품(10)의 제조방법에 대하여 설명한다. Next, the manufacturing method of this
(1)비스페놀 A형 에폭시 수지 1200g과, 구형의 경질 카본(구형 카본 본체)의 표면을 카본 미립자로 피복한 경질 구형 카본(평균 입경:6㎛) 100g을, 감압 교반장치(planetary mixer)에 투입하여 60분간 교반·혼합함으로써, 경질 구형 카본이 열경화성 수지인 에폭시 수지에 분산된 도전성 수지 조성물의 주제(主劑)를 제작하였다. (1) 1200 g of bisphenol A-type epoxy resin and 100 g of hard spherical carbon (average particle diameter: 6 µm) coated with the surface of spherical hard carbon (spherical carbon main body) with carbon fine particles were charged into a pressure-sensitive planetary mixer. The mixture was stirred and mixed for 60 minutes to produce a main material of the conductive resin composition in which hard spherical carbon was dispersed in an epoxy resin which is a thermosetting resin.
이 실시예 1에서는 카본 미립자로서, 1차 입자경이 100nm 이하인 경질의 카본 미립자를 사용하였다. In Example 1, hard carbon fine particles having a primary particle size of 100 nm or less were used as the carbon fine particles.
(2)그리고나서, 이 도전성 수지 조성물의 주제 100g에 대하여 아민계 경화제 55g을 첨가하여 스파츌라(spatula)로 교반하고, 감압하에서 15분간 탈포(脫泡)하여, 경질 구형 카본을 5중량%의 비율로 함유하는 열경화성의 도전성 수지 조성물(3)(도 1, 도 2)을 얻었다. (2) Then, 55 g of an amine curing agent was added to the main 100 g of the conductive resin composition, stirred with a spatula, degassed under reduced pressure for 15 minutes, and 5% by weight of hard spherical carbon was added. The thermosetting conductive resin composition (3) (FIG. 1, FIG. 2) contained in a ratio was obtained.
(3)다음으로, 얻어진 도전성 수지 조성물을 시린지(syringe)에 충전하고, 디스펜서를 이용해서 알루미늄 기재(케이스(2)의 바닥부)(22)에 묘화하고, 그 위에, 하면 및 상면에 Ag로 이루어지는 전극(11, 12)이 형성된 세라믹 소자(압전 소자)(1)를 배치하였다(도 1 참조). (3) Next, the obtained conductive resin composition is filled into a syringe, and drawn on an aluminum substrate (bottom of the case 2) 22 using a dispenser, and Ag on the lower surface and the upper surface thereof. The ceramic element (piezoelectric element) 1 in which the
(4)그리고나서 세라믹 소자(1)에 50N의 힘을 가하여 가압하면서, 125℃로 7분간 유지하여 도전성 수지 조성물(3) 중의 경화성 수지(에폭시 수지)(13)를 가(假)경화시키고, 힘을 제거한 후, 150℃로 90분간 유지하여 경화성 수지(에폭시 수지)(13)를 경화시킴으로써 전자부품 소자를 제작하였다. 한편 이 전자부품 소자의 단계에서는 케이스(2)가 밀봉되어 있지 않지만, 도 1에서는 케이스(2)를 밀봉한 상태를 나타내고 있다. (4) Then, while applying a force of 50 N to the
이 전자부품 소자에 대하여, 세라믹 소자(압전 소자)(1)의 전극(제1도체)(11)과, 알루미늄 기재(케이스(2)의 바닥부(제2도체))(22) 사이의 접속 저항을 측정한 결과, 접속 저항은 0.1Ω으로 낮은 것이 확인되었다. 한편 접속 저항은 도 6에 나타내는 바와 같이, 수지 조성물층(3)을 개재하여 접속된 세라믹 소자(압전 소자)(1)와 알루미늄 기재(2) 사이의 저항을 4단자법을 이용해서 측정하였다. About this electronic component element, the connection between the electrode (first conductor) 11 of the ceramic element (piezoelectric element) 1, and the aluminum base material (bottom part (second conductor) of the case 2) 22 As a result of measuring the resistance, it was confirmed that the connection resistance was as low as 0.1 kΩ. On the other hand, as shown in FIG. 6, the resistance between the ceramic element (piezoelectric element) 1 and the
또한 이 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 700시간 방치한 후의 접속 저항은 0.3Ω으로, 도 7에 나타내는 바와 같이 저항값의 상승은 거의 인정되지 않는 것이 확인되었다. Moreover, it was confirmed that the connection resistance after leaving this electronic component element in the stress environment of 85 degreeC and 85% RH for 700 hours is 0.3 kPa, and an increase in resistance value is hardly recognized as shown in FIG.
또한 이 전자부품 소자의 세라믹 소자(1)에 단자(4, 5)를 장착하고, 케이스(2)를 밀봉하여 제작한 전자부품(10)(도 1 참조)의 공진 저항은 내습 신뢰성 시험(85℃, 85%RH)을 실시한 후에도 크게 변화되지 않아(불량수:0), 신뢰성이 높은 전자부품이 얻어지는 것이 확인되었다. In addition, the resonance resistance of the electronic component 10 (refer to FIG. 1) produced by mounting the
이와 같이 신뢰성이 높은 전자부품을 얻을 수 있는 것은, 표면을 카본 미립자(16)로 피복한 경질 구형 카본(14)을 도전 성분으로서 함유하는 도전성 수지 조성물(3)을 사용하고 있으므로, 세라믹 소자(압전 소자)(1)를 알루미늄 기재(케이스의 바닥부)(22)에 대하여 누르면서 도전성 수지 조성물(3)(경화성 수지(13))을 경화시킴으로써, 경질 구형 카본(14)이 제1 및 제2도체(11, 22)에 파고들어가는 동시에, 경질 구형 카본(14)의 표면의 카본 미립자(16)가 도체(11, 22)에 파고들어가기 때문에, 접촉점수 및 접촉 면적이 많아지는 동시에, 파고들어간 카본 미립자(16)의 앵커 효과에 의해 보다 강고한 전기적 접점을 형성할 수 있게 되어 기계적 충격이나 열충격 등에 대한 내성이 향상되는 것에 따른다. The highly reliable electronic component can be obtained by using the
한편 이 실시예 1에 있어서의, 세라믹 소자(압전 소자)(1)의 전극(11)의 단단함을 나타내는 항복 강도는 55MPa, 알루미늄 기재(케이스의 바닥부)(22)의 단단함(항복 강도)은 40MPa이며, 미소 압축 시험장치를 이용해서 측정한 경질 구형 카본을 구성하는 구형 카본 본체(15) 및 카본 미립자(16)의 단단함을 나타내는 항복 강도는 660MPa인 것이 확인되었다. On the other hand, in this Example 1, the yield strength indicating the rigidity of the
<실시예 2><Example 2>
이 실시예 2에서는 도전성 수지 조성물에 사용하는 경질 구형 카본으로서, 표면이 피치에 유래하는 카본 미세 조각으로 피복된 경질 구형 카본(평균 입경 6㎛)을 사용하였다(도 8 참조). In this Example 2, as a hard spherical carbon used for a conductive resin composition, hard spherical carbon (average particle diameter 6 micrometers) whose surface was coat | covered with the carbon fine piece derived from a pitch was used (refer FIG. 8).
한편 도 8은 실시예 2에서 사용한 도전성 수지 조성물을 구성하는 경질 구형 카본의 현미경 사진을 나타내는 도면이다. 8 is a figure which shows the micrograph of the hard spherical carbon which comprises the conductive resin composition used in Example 2. FIG.
이 실시예 2에서는 도 8에 나타내는 것과 같은 경질 구형 카본을 사용해서, 상술한 실시예 1의 경우와 같은 조건으로 도전성 수지 조성물을 제작하였다. In this Example 2, the conductive resin composition was produced on the conditions similar to the case of Example 1 mentioned above using hard spherical carbon as shown in FIG.
그리고나서 이 도전성 수지 조성물을 사용해서 실시예 1과 동일한 조건, 방법으로, 실시예 1에서 제작한 전자부품 소자와 동일한 전자부품 소자를 제작하였다.Then, using this conductive resin composition, the same electronic component elements as those produced in Example 1 were produced under the same conditions and methods as in Example 1.
그리고 이 전자부품 소자에 대하여, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 4단자법을 이용해서 세라믹 소자(압전 소자)의 전극과, 알루미늄 기재(케이스의 바닥부) 사이의 접속 저항을 측정하였다. 그 결과, 접속 저항은 0.2Ω으로 낮은 것이 확인되었다. And about this electronic component element, the connection resistance between the electrode of a ceramic element (piezoelectric element) and an aluminum base material (bottom part of a case) was measured similarly to Example 1 using the 4-terminal method. As a result, it was confirmed that the connection resistance was as low as 0.2 kΩ.
또한 이 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 700시간 방치한 후의 접속 저항은 11Ω으로 높아졌지만(도 9 참조), 상술한 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 세라믹 소자에 단자를 장착해서 제작한 전자부품의 공진 저항은 내습 신뢰성 시험(85℃, 85%RH)을 실시한 후에도 크게 변화되지 않아(불량수:0), 신뢰성이 높은 전자부품이 얻어지는 것이 확인되었다. In addition, after leaving the electronic component element in a stress environment of 85 ° C. and 85% RH for 700 hours, the connection resistance increased to 11 kPa (see FIG. 9). However, as in the case of Example 1 described above, terminals were mounted on the ceramic element. The resonance resistance of the electronic component thus produced was not significantly changed even after the moisture resistance reliability test (85 ° C., 85% RH) (defective number: 0), and it was confirmed that a highly reliable electronic component was obtained.
<실시예 3><Example 3>
이 실시예 3에서는 도전성 수지 조성물로서, 실시예 1과 같은 에폭시 수지, 같은 경질 구형 카본, 같은 경화제를 사용하고, 그 배합비율만 변화시켜 도전성 수지 조성물을 제작하였다. In Example 3, the conductive resin composition was prepared by using the same epoxy resin as in Example 1, the same hard spherical carbon, and the same curing agent as the conductive resin composition.
즉, 이 실시예 3에서는 비스페놀 A형 에폭시 수지 1200g에 대한, 경질 구형 카본의 배합량을 9g, 220g, 545g로 변화시켜, 경질 구형 카본의 함유량이 각각 0.5중량%, 10중량%, 20중량%인 도전성 수지 조성물을 제작하였다. That is, in this Example 3, the compounding amount of hard spherical carbon with respect to 1200 g of bisphenol-A epoxy resin was changed into 9 g, 220 g, and 545 g, and content of hard spherical carbon is 0.5 weight%, 10 weight%, and 20 weight%, respectively. The conductive resin composition was produced.
그리고 접합해야 할 대상인 도체 등에의 도포의 용이성을 평가하기 위해, 각 도전성 수지 조성물의 점도를 측정하였다. And the viscosity of each electroconductive resin composition was measured in order to evaluate the ease of application | coating to the conductor etc. which are objects to be bonded.
표 1에, 각 도전성 수지 조성물의 점도(경질 구형 카본의 함유량과, 경화제 첨가 전의 도전성 수지 조성물(주제)의 점도의 관계)를 나타낸다. In Table 1, the viscosity (content of hard spherical carbon and relationship of the viscosity of the conductive resin composition (topic) before hardening agent addition) of each conductive resin composition is shown.
그리고나서 이 도전성 수지 조성물을 사용해서 실시예 1과 동일한 방법으로 전자부품 소자를 제작하였다. Then, the electronic component element was produced by the method similar to Example 1 using this electroconductive resin composition.
그리고 얻어진 각 전자부품 소자에 대하여, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 4단자법을 이용해서 세라믹 소자(압전 소자)의 전극과, 알루미늄 기재(케이스의 바닥부) 사이의 접속 저항을 측정한 결과, 모든 전자부품 소자의 접속 저항이 0.1Ω으로 낮은 것이 확인되었다. For each of the obtained electronic component elements, the connection resistance between the electrodes of the ceramic element (piezoelectric element) and the aluminum base material (bottom part of the case) was measured using the four-terminal method as in the case of Example 1. It was confirmed that the connection resistance of the electronic component element was as low as 0.1 kΩ.
또한 각 세라믹 소자(압전 소자)를 알루미늄 기재에 접합할 때의 위치 어긋남의 유무를 조사하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다. Moreover, the presence or absence of the position shift at the time of bonding each ceramic element (piezoelectric element) to the aluminum base material was investigated. The results are shown together in Table 1.
표 1에 나타내는 바와 같이, 경질 구형 카본의 함유량이 20중량% 미만인 도전성 수지 조성물을 사용했을 경우에는 작업성도 양호하고, 세라믹 소자의 위치 어긋남의 발생은 인정되지 않았다. 단, 경질 구형 카본을 20중량% 함유하는 도전성 수지 조성물을 사용했을 경우에는 점도가 높아 도포 작업성이 나쁘기 때문에, 도포 위치에 약간의 어긋남이 생기고, 세라믹 소자의 위치 어긋남도 발생하는 경향이 인정되었다. As shown in Table 1, when the conductive resin composition whose content of hard spherical carbon was less than 20 weight% was used, workability was also favorable and generation | occurrence | production of the position shift of the ceramic element was not recognized. However, when the conductive resin composition containing 20 weight% of hard spherical carbon was used, since a viscosity was high and coating workability was bad, it was recognized that the tendency which a slight shift | offset | difference occurs in the application | coating position and the positional shift of a ceramic element also arises. .
따라서, 높은 위치 정밀도가 요구되는 경우에는 경질 구형 카본을 20중량% 미만의 비율로 배합한 도전성 수지 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. Therefore, when high positional precision is required, it is preferable to use the conductive resin composition which mix | blended hard spherical carbon in the ratio of less than 20 weight%.
[비교예 1] Comparative Example 1
비스페놀 A형 에폭시 수지 100g에 대하여 아민계 경화제 55g을 첨가하여 스파츌라로 교반하고, 감압하에서 15분간 탈포하여, 카본을 함유하지 않는 열경화성 수지를 제작하였다. 55 g of an amine curing agent was added to 100 g of bisphenol A type epoxy resin, stirred with a spatula, and degassed under reduced pressure for 15 minutes to prepare a thermosetting resin containing no carbon.
그리고 이 열경화성 수지를 실시예 1에서의 도전성 수지 조성물 대신에 사용해서, 실시예 1과 동일한 방법으로 전자부품 소자를 제작하였다. And this thermosetting resin was used instead of the conductive resin composition in Example 1, and the electronic component element was produced by the method similar to Example 1.
그리고나서 얻어진 전자부품 소자에 대하여, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 4단자법을 이용해서 세라믹 소자(압전 소자)의 전극과, 알루미늄 기재(케이스의 바닥부) 사이의 접속 저항을 측정한 결과, 접속 저항은 0.04Ω으로 낮은 것이 확인되었다. Then, with respect to the obtained electronic component element, the connection resistance between the electrode of the ceramic element (piezoelectric element) and the aluminum base material (bottom part of the case) was measured using the 4-terminal method as in the case of Example 1, It was confirmed that the resistance was as low as 0.04 kΩ.
이것은, 이 비교예에서 사용한 카본을 포함하지 않는 열가소성 수지는 절연성인데, 가압 접착을 한 결과, 세라믹 소자(압전 소자)의 전극과 알루미늄 기재(케이스(2)의 바닥부)(22) 사이에서 금속 접촉이 일어나 접속 저항이 낮아진 것이라고 생각된다. This is because the thermoplastic resin which does not contain carbon used in this comparative example is insulative, and as a result of pressure bonding, a metal is formed between the electrode of the ceramic element (piezoelectric element) and the aluminum substrate (bottom of the case 2) 22. It is thought that contact occurred and connection resistance became low.
그러나 이 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 700시간 방치한 후의 접속 저항은 7Ω으로 높아지는 것이 확인되었다. However, it was confirmed that the connection resistance after leaving this electronic component element for 700 hours in a stress environment of 85 ° C. and 85% RH increases to 7 kΩ.
또한 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 이 전자부품 소자에 단자를 장착하고, 케이스를 밀봉하여 제작한 전자부품의 공진 저항은 내습 신뢰성 시험(85℃, 85%RH)에 있어서, 250시간 방치 후부터 공진 저항이 커지는 불량이 발생하기 시작하고, 1000시간 방치 후에는 불량률이 20%에 달하였다(도 10 참조: 단, 도 10은 700시간 방치 후에 접속 저항이 7Ω에 달한 상태까지밖에 나타내지 않았다). As in the case of Example 1, the resonance resistance of the electronic component produced by attaching the terminal to this electronic component element and sealing the case was resonated after standing for 250 hours in the moisture resistance reliability test (85 ° C., 85% RH). The failure to increase the resistance began to occur, and after 1000 hours of standing, the defective rate reached 20% (see FIG. 10: except that FIG. 10 showed only the state where the connection resistance reached 7 kPa after 700 hours of standing).
이 비교예 1로부터, 카본을 포함하지 않는 열경화성 수지를 접착제로서 사용한 경우, 도체끼리의 금속 접촉이 일어나기 때문에 초기의 접속 저항은 낮지만, 본 발명의 도전성 수지 조성물을 사용했을 경우에 얻어지는, 카본의 파고들어감에 따른 확실한 접합 상태가 얻어지지 않기 때문에, 내습 신뢰성 시험과 같은 부하가 걸리는 조건하에서는 접속 저항이 상승하여 충분한 접속 신뢰성이 얻어지지 않는 것이 확인되었다. From the comparative example 1, when the thermosetting resin which does not contain carbon is used as an adhesive agent, since the metal contact of conductors arises, although initial stage connection resistance is low, when the electroconductive resin composition of this invention is used, Since no reliable bonding state was obtained by digging, it was confirmed that the connection resistance was increased and sufficient connection reliability could not be obtained under conditions such as a load resistance test.
[비교예 2] Comparative Example 2
도전성 수지 조성물을 구성하는 경질 구형 카본으로서, 평균 입경 14㎛의 경질 구형 카본을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 수지 조성물을 제작하였다. 한편 경질 구형 카본의 함유율도 상기 실시예 1과 같은 5중량%로 하였다. As the hard spherical carbon constituting the conductive resin composition, a conductive resin composition was prepared under the same conditions as in Example 1 except that hard spherical carbon having an average particle diameter of 14 µm was used. On the other hand, the content of hard spherical carbon was also 5% by weight as in Example 1.
그리고 이 도전성 수지 조성물을 사용해서, 상술한 실시예 1의 경우와 같은 방법, 조건으로 전자부품 소자를 제작하였다. And the electronic component element was produced on the same method and conditions as Example 1 mentioned above using this electroconductive resin composition.
얻어진 전자부품 소자에 대하여, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 4단자법을 이용해서 세라믹 소자(압전 소자)의 전극과, 알루미늄 기재(케이스의 바닥부) 사이의 접속 저항을 측정하였다. 그 결과, 평균 입경 14㎛의 경질 구형 카본을 사용한 비교예 2의 전자부품 소자의 경우, 접속 저항은 3Ω으로, 상기 실시예 1의 평균 입경 6㎛의 경질 구형 카본을 사용했을 경우의 접속 저항 0.1Ω에 비해 대폭으로(30배로) 높아지는 것이 확인되었다. About the obtained electronic component element, the connection resistance between the electrode of a ceramic element (piezoelectric element) and an aluminum base material (bottom part of a case) was measured similarly to the case of Example 1 using the 4-terminal method. As a result, in the case of the electronic component element of Comparative Example 2 using hard spherical carbon having an average particle diameter of 14 µm, the connection resistance was 3 kPa, and the connection resistance of 0.1% when the hard spherical carbon having an average particle diameter of 6 µm was used. It was confirmed that it is significantly increased (up to 30 times) as compared with.
또한 이 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 700시간 방치한 후의 접속 저항은 80Ω으로, 허용 불가능한 높은 접속 저항이 되었다(도 11 참조: 단, 도 11은 약 300시간 방치한 후에 접속 저항이 20Ω에 달한 상태까지밖에 나타내지 않았다). In addition, the connection resistance after leaving this electronic component element in a stress environment of 85 ° C. and 85% RH for 700 hours was 80 kΩ, resulting in an unacceptably high connection resistance (see FIG. 11: FIG. 11, however, after being left for about 300 hours. The connection resistance was only shown up to 20 kΩ).
나아가 실시예 1의 경우와 마찬가지로 세라믹 소자에 단자를 장착해서 제작한 전자부품의 공진 저항은 내습 신뢰성 시험(85℃, 85%RH)에 있어서 250시간 방치한 후부터 공진 저항이 커지는 불량이 발생하였다. Furthermore, as in the case of Example 1, the failure of the resonance resistance of the electronic component produced by attaching the terminal to the ceramic element was increased after 250 hours in the moisture resistance reliability test (85 ° C., 85% RH).
이 비교예 2로부터, 경질 구형 카본의 입경이 너무 커지면, 경질 구형 카본의 첨가량(중량)에 대한 경질 구형 카본의 개수(동일 중량에 있어서의 경질 구형 카본의 개수)가 적어지고, 접촉점수가 감소하여 접속 저항이 커지는 것, 및 접착층 두께가 두꺼워지기 때문에 내습 시험에 있어서 수분의 침입이 일어나기 쉬워지고, 접속 저항이 커지는 것이 확인되었다. From this comparative example 2, when the particle size of hard spherical carbon becomes too large, the number of hard spherical carbons (the number of hard spherical carbons in the same weight) with respect to the addition amount (weight) of hard spherical carbon will become small, and a contact point will decrease. As a result, the connection resistance is increased, and the thickness of the adhesive layer is increased, and it is confirmed that intrusion of moisture easily occurs in the moisture resistance test, and the connection resistance is increased.
[비교예 3] [Comparative Example 3]
도전성 수지 조성물을 구성하는 경질 구형 카본으로서, 표면이 카본 미립자 또는 피치 유래의 카본 미세 조각으로 피복되지 않은 평균 입경 7㎛의 경질 구형 카본(도 12 참조)을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 수지 조성물(경질 구형 카본의 함유율은 상기 실시예 1과 같은 5중량%)을 제작하였다. As the hard spherical carbon constituting the conductive resin composition, the same conditions as in Example 1 except that hard spherical carbon having an average particle size of 7 μm (see FIG. 12) whose surface was not coated with carbon fine particles derived from carbon fine particles or pitches was used. The conductive resin composition (the content rate of hard spherical carbon is 5 weight% similar to the said Example 1) was produced.
그리고 이 도전성 수지 조성물을 사용해서, 상술한 실시예 1의 경우와 같은 방법, 조건으로 전자부품 소자를 제작하였다. And the electronic component element was produced on the same method and conditions as Example 1 mentioned above using this electroconductive resin composition.
얻어진 전자부품 소자에 대하여, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 4단자법을 이용해서 세라믹 소자(압전 소자)의 전극과, 알루미늄 기재(케이스의 바닥부) 사이의 접속 저항을 측정하였다. 그 결과, 표면이 카본 미립자 또는 피치 유래의 카본 미세 조각으로 피복되지 않은 경질 구형 카본(평균 입경 7㎛)을 사용한 비교예 3의 전자부품 소자의 경우, 접속 저항은 0.9Ω으로, 상기 실시예 1의, 표면이 카본 미립자로 피복된 평균 입경 6㎛의 경질 구형 카본을 사용한 경우의 접속 저항 0.1Ω에 비해 대폭으로(9배로) 높아지는 것이 확인되었다. About the obtained electronic component element, the connection resistance between the electrode of a ceramic element (piezoelectric element) and an aluminum base material (bottom part of a case) was measured similarly to the case of Example 1 using the 4-terminal method. As a result, in the case of the electronic component device of Comparative Example 3 using hard spherical carbon (average particle diameter of 7 µm) whose surface was not covered with carbon fine particles or carbon fine particles derived from pitch, the connection resistance was 0.9 kPa, and Example 1 above. It was confirmed that the surface was significantly (up to 9 times) larger than the connection resistance of 0.1 kPa when hard spherical carbon having an average particle diameter of 6 µm coated with carbon fine particles was used.
또한 이 전자부품 소자를 85℃, 85%RH의 스트레스 환경하에 700시간 방치한 후의 접속 저항은 11Ω으로 상승하였다(도 13 참조). In addition, the connection resistance after leaving this electronic component element for 700 hours in 85 degreeC and 85% RH stress environment rose to 11 kPa (refer FIG. 13).
나아가 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 세라믹 소자에 단자를 장착해서 제작한 전자부품의 공진 저항은 내습 신뢰성 시험(85℃, 85%RH)에 있어서 공진 저항의 증가 경향이 인정되어, 바람직하지 않은 것이 확인되었다. Furthermore, as in the case of Example 1, the resonance resistance of the electronic component produced by attaching the terminal to the ceramic element is not preferable because the tendency of the resonance resistance is increased in the moisture resistance reliability test (85 ° C., 85% RH). Confirmed.
이 비교예 3으로부터, 표면이 카본 미립자 또는 피치 유래의 카본 미세 조각으로 피복되지 않은 경질 구형 카본을 사용했을 경우, 접촉점수 및 접촉 면적이 감소함으로 인해 접속 저항이 커지고, 또한 카본 미립자 또는 피치 유래의 카본 미세 조각에 의한 앵커 효과도 얻어지지 않으므로 접속 신뢰성도 낮은 것이 확인되었다. From this Comparative Example 3, when hard spherical carbon whose surface was not coated with carbon fine particles derived from carbon fine particles or pitch was used, the connection resistance was increased due to the decrease in the number of contact points and the contact area. Since the anchor effect by carbon fine flakes was not obtained, it was confirmed that connection reliability was also low.
[비교예 4] [Comparative Example 4]
상기 실시예 1의 경우와 같은 도전성 수지 조성물을 사용해서 세라믹 소자를 알루미늄 기재에 접합할 때에, 세라믹 소자를 알루미늄 기재에 대하여 가압하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 경우와 동일한 방법으로 세라믹 소자(전자부품 소자)를 제작하였다. The ceramic element is bonded in the same manner as in Example 1 except that the ceramic element is not pressed against the aluminum substrate when the ceramic element is bonded to the aluminum substrate using the same conductive resin composition as in Example 1. (Electronic component element) was produced.
즉, 실시예 1과 같은, 카본 미립자로 피복된 경질 구형 카본을 배합한 도전성 수지 조성물을 사용해서 세라믹 소자를 알루미늄 기재에 접합할 때에, 세라믹 소자를 알루미늄 기재에 대하여 가압하지 않고, 125℃로 7분간 유지하여 도전성 수지 조성물 중의 경화성 수지를 가경화시키고, 그대로 가압하지 않는 상태로 150℃로 90분간 더 유지하여, 경화성 수지(에폭시 수지)(13)를 경화시킴으로써 세라믹 소자(전자부품 소자)를 제작하였다. That is, when bonding a ceramic element to an aluminum base material using the electrically conductive resin composition which mix | blended the hard spherical carbon coat | covered with carbon fine particles like Example 1, the ceramic element is not pressed against an aluminum base material at 125 degreeC 7 The ceramic element (electronic component element) is produced by hold | maintaining for a minute and temporarily hardening curable resin in a conductive resin composition, holding it at 150 degreeC for 90 minutes, without being pressurized as it is, and hardening curable resin (epoxy resin) 13. It was.
이 세라믹 소자에 대하여, 4단자법을 이용해서 세라믹 소자(압전 소자)의 전극과 알루미늄 기재(케이스의 바닥부) 사이의 접속 저항을 측정한 결과, 접속 저항은 100Ω 이상으로 매우 큰 값이 되었다. As a result of measuring the connection resistance between the electrode of a ceramic element (piezoelectric element) and an aluminum base material (bottom part of a case) with respect to this ceramic element using the 4-terminal method, connection resistance became a very large value of 100 kPa or more.
이 비교예 4로부터, 도전성 수지 조성물을 경화시킬 때에 가압하지 않을 경우에는 카본의 파고들어감에 의한 접속 특성 향상 효과가 얻어지지 않는 것이 확인되었다. From this comparative example 4, when not pressurizing when hardening an electrically conductive resin composition, it was confirmed that the connection characteristic improvement effect by digging of carbon is not acquired.
상기 실시예 1, 2 및 3에서는 도전성 수지 조성물을 구성하는 경화성 수지로서, 열경화성 수지인 에폭시계 수지를 사용하고 있지만, 본 발명에서는 경화성 수지로서 통상은 열경화성 수지가 바람직한 경화성 수지로서 사용된다. 열경화성 수지로서는 상기의 에폭시계 수지 외에도, 예를 들면 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄, 열경화성의 폴리이미드 등의 열경화성 수지를 사용하는 것이 가능하며, 그 밖에도 혐기 경화성 수지 등, 각종 경화성 수지를 사용하는 것이 가능하다. In the said Examples 1, 2 and 3, although the epoxy resin which is a thermosetting resin is used as curable resin which comprises a conductive resin composition, in this invention, a thermosetting resin is normally used as a preferable curable resin as curable resin. As the thermosetting resin, in addition to the above epoxy resins, for example, thermosetting resins such as phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, polyurethanes, and thermosetting polyimides can be used. It is possible to use various curable resins.
또한 상기의 각 실시예에서는 압전 소자를 알루미늄 기재에 접합할 경우를 예로 들어 설명했지만, 접합해야 할 대상의 종류(워크의 종류)는 이것에 한정되지 않으며, 압전 소자 이외의 세라믹 소자를 회로 기판의 랜드상에 탑재하는 경우를 비롯해, 각종 양태로 제1도체와 제2도체를 접합하는 경우에 널리 적용하는 것이 가능하다. In each of the above embodiments, the case where the piezoelectric element is bonded to the aluminum substrate has been described as an example. However, the type (work type) of the object to be bonded is not limited thereto, and ceramic elements other than the piezoelectric element may be connected to the circuit board. It is possible to apply widely when joining a 1st conductor and a 2nd conductor in various aspects including the case where it mounts on a land.
본 발명은 또한 그 밖의 점에 있어서도 상기 실시예에 한정되지 않으며, 도전성 수지 조성물 중의 경질 구형 카본의 비율, 도전성 수지 조성물의 도포 조건이나 경화 조건 등에 관하여, 발명의 범위 내에서 다양한 응용, 변형을 가하는 것이 가능하다. In addition, this invention is not limited to the said Example also in other points, and various applications and a deformation | transformation are added within the range of invention with respect to the ratio of hard spherical carbon in a conductive resin composition, the application | coating conditions, hardening conditions, etc. of a conductive resin composition. It is possible.
1 세라믹 소자(압전 소자)
2 케이스(알루미늄 기재)
3 도전성 수지 조성물(도전성 접착제)
4 제1단자
5 제2단자
10 전자부품
11 세라믹 소자의 하면측의 전극(제1도체)
12 세라믹 소자의 상면측의 전극
13 경화성 수지(에폭시 수지)
14 경질 구형 카본
15 구형 카본 본체
16 카본 미립자
22 케이스의 바닥부(제2도체)
23 케이스의 측면 1 Ceramic Element (Piezoelectric Element)
2 cases (aluminum base)
3 conductive resin composition (conductive adhesive)
4
5
10 Electronic parts
11 Electrode on the lower side of ceramic element (first conductor)
12 The electrode on the upper side of the ceramic element
13 curable resin (epoxy resin)
14 hard spherical carbon
15 spherical carbon body
16 carbon fine particles
22 Bottom of Case (Secondary Conductor)
23 side of the case
Claims (8)
(b)구형(球形) 카본 본체의 표면이 카본 미립자로 코팅된 경질(硬質) 구형 카본 및 구형 카본 본체의 표면이 피치 유래 카본 미세 조각으로 피복된 경질 구형 카본으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 모두를 함유하며,
상기 경화성 수지는 열경화성 수지 또는 혐기 경화성 수지이고,
상기 경질 구형 카본은 입자 강도가 200MPa 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물. (a) a curable resin,
(b) any one or two selected from the group consisting of hard spherical carbon whose surface of the spherical carbon body is coated with carbon fine particles and hard spherical carbon whose surface of the spherical carbon body is covered with pitch-derived carbon fine pieces; Contains all,
The curable resin is a thermosetting resin or anaerobic curable resin,
The hard spherical carbon has a particle strength of 200 MPa or more.
상기 경질 구형 카본의 평균 입자경이 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물. The method of claim 1,
The average particle diameter of the said hard spherical carbon is 10 micrometers or less, The conductive resin composition characterized by the above-mentioned.
상기 경질 구형 카본을 0.5∼20중량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 도전성 수지 조성물. The method of claim 1,
A conductive resin composition comprising the hard spherical carbon in a proportion of 0.5 to 20% by weight.
상기 부위간에 압력을 가하면서 상기 도전성 수지 조성물을 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법. Supplying the conductive resin composition according to any one of claims 1 to 3 between at least two workpieces including a portion to be electrically connected to each other;
And a step of curing the conductive resin composition while applying pressure between the portions.
서로 전기적으로 접속시켜야 할 부위를 포함한 워크 중 적어도 하나가, 접속시켜야 할 부위인 전극을 포함한 압전 소자인 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법. 5. The method of claim 4,
At least one of the workpieces including the portions to be electrically connected to each other is a piezoelectric element including an electrode which is a portion to be connected.
(b)서로 대향하는 상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체에 상기 경질 구형 카본의 일부가 파고들어가는 동시에, 상기 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자 또는 카본 미세 조각, 또는 상기 카본 미립자 및 상기 카본 미세 조각 둘 모두가 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체에 파고들어간 상태가 되도록, 상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체를 상기 도전성 수지 조성물을 개재하여 압접시키는 공정과,
(c)상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체를 상기 도전성 수지 조성물을 개재하여 압접한 상태로, 상기 도전성 수지 조성물을 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합방법. (a) The conductive resin composition containing the hard spherical carbon whose one conductor and the other conductor are harder than the said one conductor and the said other conductor as the conductive resin composition in any one of Claims 1-3. The process of facing each other through
(b) a portion of the hard spherical carbon penetrates into the one and the other conductors facing each other, and at the same time, carbon fine particles or carbon fine pieces on the surface of the hard spherical carbon, or both the carbon fine particles and the carbon fine pieces A step of press-contacting the one conductor and the other conductor via the conductive resin composition such that all of the conductors penetrate into the one conductor and the other conductor;
(c) A bonding method comprising the step of curing the conductive resin composition in a state in which the one conductor and the other conductor are press-contacted via the conductive resin composition.
상기 한쪽 도체와 상기 다른쪽 도체 사이에, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 수지 조성물로서, 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체보다 경도가 높은 경질 구형 카본을 함유하는 도전성 수지 조성물이 개재되는 동시에, 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체의 접합 계면에 상기 경질 구형 카본의 일부가 파고들어가는 동시에, 상기 경질 구형 카본의 표면의 카본 미립자가 상기 한쪽 도체 및 상기 다른쪽 도체에 파고들어간 상태로 경화되고 있는 것을 특징으로 하는 접합구조. As a joining structure for joining one conductor and the other conductor so as to electrically conduct,
A conductive resin composition containing hard spherical carbon having a higher hardness than the one conductor and the other conductor as the conductive resin composition according to any one of claims 1 to 3 between the one conductor and the other conductor. While being interposed, part of the hard spherical carbon penetrates into the bonding interface between the one conductor and the other conductor, and carbon fine particles on the surface of the hard spherical carbon penetrate into the one conductor and the other conductor. Bonding structure which is hardened with.
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